Hybridiauton moottorin esilämmitys : Energia hybridiakusta
Latvanen, Valtteri (2019)
Latvanen, Valtteri
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019091618540
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019091618540
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tutkia mahdollisuuksia käyttää hyödyksi Toyotan tai Lexuksen hybridiautojen hybridiakkujen energiaa moottorin esilämmityksessä. Tavoitteena on suunnitella järjestelmä, josta voitaisiin pienellä lisätyöllä kehittää hybridiakun energiaa moottorin esilämmityksessä käyttävä järjestelmä, jota voitaisiin myydä jälkiasennuksena uusiin malleihin. Järjestelmän tulisi siis olla käyttäjälleen helppokäyttöinen, osa- ja työkustannuksiltaan alhainen ja erittäin toimintavarma. Rakensin tämän järjestelmän prototyyppilaitteiston omaan 2004 vuosimallin NHW20 Priukseeni, ja vaikka kyseessä on jo vanha auto, on siinä käytössä oleva Toyotan 201,6V nikkeli-metallihydridiakusto hyvin samanlainen kuin suurimmassa osassa uusia Toyotan hybridiautoja. Työssä tutkitaan järjestelmän toimintaa, mahdollisia käytössä ilmeneviä ongelmia ja ratkaisuja näihin ongelmiin.
Hybridiakun energiaa moottorin esilämmityksessä käyttävä järjestelmä toteutettiin käyttäen hybridiakun energiaa autoon jo asennetun kontaktilämmittimen ”säteilylämmittimen” vastuksen lämmittämiseen. Järjestelmä tulee suunnitella erittäin varmatoimiseksi, helppokäyttöiseksi ja yksinkertaiseksi asentaa. Testauksessa järjestelmän havaittiin toimivan, mutta havaittiin sen aiheuttavan ongelman hybridiakun varaustilan hallinnassa. Havaittuihin ongelmiin pyrittiin löytämään erilaisia mahdollisia ratkaisuja mutta, useiden erilaisten testien jälkeen, osoittautui, ettei järjestelmää voida suunnitella kaikkia kriteereitä täyttäväksi ilman yhdenkään ohjausyksikön uudelleen ohjelmointia, mitä ei valitettavasti voida tehdä ainakaan tämän projektin puitteissa. Focus of this thesis is to evaluate the possibilities of using the energy from hybrid battery of Toyota or Lexus vehicles to pre-heat the gasoline engines of the vehicles. Object is to design a prototype system that can be turned into the system that would use power from the hybrid battery to pre-heat the engine and could be fitted as an aftermarket option to new vehicles. The system should be easy to use by consumer, parts and installation should be relatively cheap and the entire system needs to be very reliable. The prototype system is installed into my own 2004 NHW20 Prius. Even though the vehicle is already old its nickel metal hydrate battery with 201,6V of nominal voltage is still basically the same as most of new Toyota hybrid vehicles. Focus of the thesis is to evaluate the effectiveness of the heater, possible problems that it had, and to come up with fixes to those problems.
The prototype system that uses power from the hybrid battery to pre-heat he engine is made to use power from hybrid battery directly to power the contact heater already installed onto the vehicles engine to pre-heat the engine. System is designed to be very reliable, easy to use, and simple to install. When testing the system it was discovered to be working satisfactory. But it was also discovered that system caused a problem in controlling charge level of the hybrid battery. After finding the problems, focus of the work was to find solutions to those problems. But after extensive testing it was ruled that system cannot be designed to satisfy all the design goals without reprogramming some control unit which is unfortunately not possible within this project.
Hybridiakun energiaa moottorin esilämmityksessä käyttävä järjestelmä toteutettiin käyttäen hybridiakun energiaa autoon jo asennetun kontaktilämmittimen ”säteilylämmittimen” vastuksen lämmittämiseen. Järjestelmä tulee suunnitella erittäin varmatoimiseksi, helppokäyttöiseksi ja yksinkertaiseksi asentaa. Testauksessa järjestelmän havaittiin toimivan, mutta havaittiin sen aiheuttavan ongelman hybridiakun varaustilan hallinnassa. Havaittuihin ongelmiin pyrittiin löytämään erilaisia mahdollisia ratkaisuja mutta, useiden erilaisten testien jälkeen, osoittautui, ettei järjestelmää voida suunnitella kaikkia kriteereitä täyttäväksi ilman yhdenkään ohjausyksikön uudelleen ohjelmointia, mitä ei valitettavasti voida tehdä ainakaan tämän projektin puitteissa.
The prototype system that uses power from the hybrid battery to pre-heat he engine is made to use power from hybrid battery directly to power the contact heater already installed onto the vehicles engine to pre-heat the engine. System is designed to be very reliable, easy to use, and simple to install. When testing the system it was discovered to be working satisfactory. But it was also discovered that system caused a problem in controlling charge level of the hybrid battery. After finding the problems, focus of the work was to find solutions to those problems. But after extensive testing it was ruled that system cannot be designed to satisfy all the design goals without reprogramming some control unit which is unfortunately not possible within this project.